KR20220134380A - 실시간 유연자원 최적 배분 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시간 유연자원 최적 배분 시스템은, 기상 관측 및 예측 데이터와 과거 부하 데이터를 이용하여 실시간 지역별 부하를 예측하는 부하 예측 모듈; 기상 관측 및 예측 데이터와 과거 재생에너지 출력 데이터를 이용하여 각 재생에너지 발전 장치의 실시간 재생에너지 출력을 예측하는 재생에너지 예측 모듈; 상기 지역별 부하의 예측 데이터 및 상기 각 재생에너지 발전 장치의 출력 예측 데이터를 이용하여 상기 지역별 실시간 유연성 필요량을 계산하는 유연성 필요량 계산 모듈; 및 상기 실시간 유연성 필요량을 지원하기 위한 상기 지역별 유연자원의 발전량 및 적용 비용을 감안하여, 상기 지역별 유연자원의 배분량을 산출하는 유연자원 조정 모듈을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 전력 계통 특히 신재생에너지 발전 비중이 높아 안정성이 떨어지는 지역의 전력 계통을 안정화시키기 위한 실시간 유연자원 최적 배분 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비교적 대용량을 가지고 동기기 기반의 대처 능력을 가진 원동기 발전기인 유연자원에 대한 실시간 유연자원 최적 배분 시스템에 관한 것이다.
재생에너지의 증가로 인해 간헐적 발전으로 인해 순간적인 변화가 일정한 전압과 주파수 유지를 어려운 상황이다. 특히, 태양광으로 인한 일출, 일몰 시간대의 급격한 전력변화는 용량이 증대될수록 증가하며, 이와 반대로, 재생에너지가 늘어남에 따라 전력망의 순간적인 변화를 흡수하는 동기기 기반의 발전기의 비중은 줄어들기 때문에 계통 운영에 어려움이 커지고 있다.
앞으로의 태양광 발전의 전체 발전량 대비 비중은 점차 확대되어 이에 따라 단위 시간당 변동량은 증대될 것이고, 이를 현재 유연자원인 양수발전, 가스터빈, ESS, 수요관리 등으로 감당하기에는 설비 용량의 부족과 비용 편의성이 떨어진다.
이러한 큰 변동을 흡수할 만한 대용량 유연발전으로 응답속도와 기동속도가 개선되고, 낮은 최저 운전점을 가지는 화력발전 기반의 유연자원이 출현할 가능성이 높다.
현재 계통은 양수발전, 가스터빈, 에너지저장장치, 수요관리 등으로 재생에너지의 발전량을 하루 전 시장에서만 고려하여 예비력의 과/부족으로만 급전을 시행하고 있다.
이와 같이 재생에너지의 비중이 높은 전력계통에 대한 전압 및 주파수 안정을 경제적이면서도 효과적으로 달성하기 위해서는, 비교적 대용량을 가지고 동기기 기반의 대처 능력을 가진 원동기 발전기인 유연자원에 대한 최적의 배분 전략이 필요하다.
본 발명은 재생에너지의 비중이 높은 전력계통에 대한 전압 및 주파수 안정을 위해 대용량 유연자원에 대하여 최적으로 배분하는 전력 계통 유연자원 배분 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
구체적으로, 본 발명은 재생에너지로 인한 변동성을 감시하고 출력을 데이터베이스화 하여 소요 유연소요량을 빠르게 계산하여 가용 유연자원이 계통이 투입될 수 있는 충분한 시간을 확보하게 하는 전력 계통 유연자원 배분 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 실시간 유연자원 최적 배분 시스템은, 기상 관측 및 예측 데이터와 과거 부하 데이터를 이용하여 실시간 지역별 부하를 예측하는 부하 예측 모듈; 기상 관측 및 예측 데이터와 과거 재생에너지 출력 데이터를 이용하여 각 재생에너지 발전 장치의 실시간 재생에너지 출력을 예측하는 재생에너지 예측 모듈; 상기 지역별 부하의 예측 데이터 및 상기 각 재생에너지 발전 장치의 출력 예측 데이터를 이용하여 상기 지역별 실시간 유연성 필요량을 계산하는 유연성 필요량 계산 모듈; 및 상기 실시간 유연성 필요량을 지원하기 위한 상기 지역별 유연자원의 발전량 및 적용 비용을 감안하여, 상기 지역별 유연자원의 배분량을 산출하는 유연자원 조정 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 유연자원 조정 모듈은, 원동기 발전기로 이루어진 유연자원에 대한 발전량 및 적용 비용을 감안하여 배분량을 산출할 수 있다.
여기서, 상기 유연자원의 적용 비용에는, 발전에 소요되는 연료의 비용 및 발전에 따른 대기 오염 비용이 반영될 수 있다.
여기서, 상기 원동기 발전기는, 발전량을 레벨 업 또는 레벨 다운할 수 있는 기 가동중인 발전기이며, 상기 유연자원의 적용 비용에는, 발전량의 레벨 업 또는 레벨 다운에 따른 경제성 저하 비용이 반영될 수 있다.
여기서, 상기 부하 예측 모듈은, 현재 구간의 부하 데이터와, 다음번 구간의 기상 예측 데이터를 입력으로 하여 시계열 또는 인공신경망 해석 모델에 기반하여, 다음번 구간의 부하 예측 데이터를 산출할 수 있다.
여기서, 상기 유연성 필요량 계산 모듈은, 다음번 구간의 지역별 부하 예측 데이터에서 재생에너지 출력예측치를 뺀 값을 합하여 현재 구간 대비 증감량으로 계산할 수 있다.
여기서, 상기 유연성 필요량 계산 모듈은, 하기 수학식에 따라 상기 증감량을 계산할 수 있다.
여기서, 상기 유연자원 조정 모듈은, 필요한 유연자원의 총량과 증감량을 특정 시간 구간 이전의 상태와 비교하여 지역별로 가용하는 유연자원에 분배할 수 있다.
여기서, 상기 유연자원 조정 모듈은, 하기 수학식에 따라 기동되는 원동기 발전기인 유연자원의 증발 예비력을 산출하고,
하기 수학식에 따라 정지되는 원동기 발전기인 유연자원의 감발 예비력을 산출할 수 있다.
여기서, 상기 유연자원 조정 모듈은, 지역별로 가용하는 증발 유연자원 및 감발 유연자원 중 발전비용의 최소화와 유연자원 최적 배분에 따른 안정도 및 선로 제약을 고려하여 경제급전의 급전량을 산정할 수 있다.
여기서, 상기 유연자원 조정 모듈은, 하기 수학식에 따른 최적화 기법을 적용할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 실시간 유연자원 최적 배분 방법은, 기상 조건별로 각 재생에너지 발전기의 출력과의 관계를 기재한 재생에너지 출력 DB를 구축하는 단계; 기상 예측 데이터를 반영하여 각 재생에너지 발전기의 출력을 예측하는 단계; 지역별 부하의 예측 데이터와 상기 각 재생에너지 발전기의 출력 예측 데이터를 반영하여 지역별 순부하를 예측하는 단계; 상기 지역별 순부하에 따라 지역별 유연성 필요량을 계산하는 단계; 유연성을 제공하는 유연자원으로서 원동기 발전기의 적용 비용을 반영하여, 안정도를 위한 지역별 경제급전을 스케쥴링하는 단계; 및 상기 지역별 경제급전에 따라 유연자원을 배분하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 기상 관측 및 예측 데이터를 생성하는 단계; 및/또는 상기 기상 관측 및 예측 데이터와 과거 부하 데이터를 이용하여 실시간 지역별 부하를 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 경제급전을 스케쥴링하는 단계에서는, 산출된 상기 유연성 필요량에 대하여, 상위 전력 계통으로부터 공급받는 방안 중 경제적인 방안을 선택하고, 상기 유연자원을 배분하는 단계에서는, 상기 상위 계통으로부터의 경제 급전이 단계적인 것에 의해 발생되는 차이를 보상하기 위해 상기 지역별 유연자원을 할당할 수 있다.
여기서, 상기 유연자원을 배분하는 단계에서는, 발전량을 레벨 업 또는 레벨 다운할 수 있는 기 가동중인 발전기인 유연자원에 대하여, 상기 유연자원의 적용 비용으로서, 발전에 소요되는 연료의 비용 및 발전에 따른 대기 오염 비용, 발전량의 레벨 업 또는 레벨 다운에 따른 경제성 저하 비용 중 하나 이상을 반영할 수 있다.
상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 전력 계통 유연자원 배분 시스템 또는 방법을 실시하면, 재생에너지의 비중이 높은 전력계통을 위한 대용량 유연자원에 대하여 최적으로 배분하는 이점이 있다.
본 발명의 전력 계통 유연자원 배분 시스템 또는 방법은, 재생에너지 출력을 반영한 전력수급 계획 주기가 짧아지고 지역별 출력량 계산을 통해 해당 지역에 대한 영향에 따라 발전기 급전량을 차등 배분함으로서 해당 지역의 전압 및 주파수 안정을 달성하는 이점이 있다.
본 발명의 전력 계통 유연자원 배분 시스템 또는 방법은, 신규 유연자원 참여 범위가 확대되어 예비력으로 가용할 수 있는 자원이 증가하고 이에 따른 유연석탄화력과 같은 대용량의 경제적인 유연자원의 시장참여가 가능해지고, 이에 따른 예비력자원에 사용되는 비용이 절감되고 관성이 큰 발전기의 병입으로 인한 계통의 강건도 향상에도 기여할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 전력 계통 유연자원 배분 시스템 또는 방법은, 신규 유연자원의 배치와 용량 선정의 기초 데이터가 구축되어 장기적 계통 계획 수립도 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 실시간 유연자원 최적 배분 시스템을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 실시간 유연자원 최적 배분 시스템에서 수행되는 실시간 유연자원 최적 배분 방법을 도시한 흐름도.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 실시간 유연자원 최적 배분 시스템에서 수행되는 실시간 유연자원 최적 배분 방법을 도시한 흐름도.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 실시간 유연자원 최적 배분 시스템을 도시한 블록도이다.
도시한 실시간 유연자원 최적 배분 시스템은, 기상 관측 및 예측 데이터와 과거 부하 데이터를 이용하여 실시간 지역별 부하를 예측하는 부하 예측 모듈(120); 기상 관측 및 예측 데이터와 과거 재생에너지 출력 데이터를 이용하여 각 재생에너지 발전 장치의 실시간 재생에너지 출력을 예측하는 재생에너지 예측 모듈(140); 상기 지역별 부하의 예측 데이터 및 상기 각 재생에너지 발전 장치의 출력 예측 데이터를 이용하여 실시간 유연성 필요량을 계산하는 유연성 필요량 계산 모듈(160); 및 상기 실시간 유연성 필요량을 지원하기 위한 지역별 유연자원의 발전량 및 발전 비용을 감안하여, 상기 지역별 유연자원의 배분량을 산출하는 유연자원 조정 모듈(180)을 포함할 수 있다.
구현에 따라, 상기 기상 관측 및 예측 데이터를 제공하는 기상 데이터 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 기상 데이터 모듈은 과거 기상상황에 따른 재생에너지의 발전량 데이터를 저장하여 예보된 t+i 기상데이터의 패턴과 가장 유사한 데이터를 추출하여 그 때의 지역별 재생에너지 출력 데이터를 t+i 시간대의 재생에너지 출력예측 데이터로 제공한다. 기상 데이터는 기상청 등 전문 기관에서 생성하며, 이 경우, 상기 기상 데이터 모듈은 기상 전문 기관 서버에 접속하여, 필요한 구간의 기상 관측 및 예측 데이터를 전달받는 통신 모듈로 구현될 수 있다.
상기 부하 예측 모듈(120)은 현재 구간(t 시간)의 부하 데이터와 다음 구간(t+i 시간)의 기상데이터를 입력으로 하여 시계열, 인공신경망 등 해석 모델에 기반하여, 다음 구간(t+i 시간)의 전력부하 예측 데이터를 제공한다.
상기 유연성 필요량 계산 모듈(160)은, 하기 수학식 1에 따라, 유연자원할당 및 전력 조종의 대상이 되는 해당 개별 지역의 다음 구간(t+i 시간)의 부하 예측치에서 재생에너지 출력예측치를 뺀 값을 합하여 현재 구간(t시간) 대비 증감량으로 계산할 수 있다.
상기 유연자원 조정 모듈(180)은, 경제 급전 및 발전기 기동정지를 수행하는 모듈로서, 필요한 유연자원의 총량과 증감량을 특정 구간(시간간격(i)) 이전의 상태와 비교하여, 하기의 수학식들을 이용하는 방법으로 가용 유연자원에 분배한다.
하기 수학식 2와 같이, 증발예비력 Flext,u,i,+는 발전기의 출력증가율을 나타내는 ramp rate(MW/min)에 시간 간격 i(min)를 곱하는 형태로 만약 발전기가 꺼져있다면 기동 시간을 제외한다.
이때, t시점의 발전기 출력과 증발 유연자원의 합은 해당 발전기의 최대 출력을 초과할 수 없으며, 0과 발전기의 최대출력 사이의 값을 가진다.
상술한 증발예비력을 제공하는 유연자원은, 하나의 원동기 발전기 전체인 경우 뿐만 아니라, 기 가동중인 원동기 발전기의 발전량 레벨 업(level up)을 의미할 수 있다.
후자의 경우, 해당 원동기 발전기는 최적의 경제성을 가지는 파라미터(rpm, 토크, 연료소모율)로 기 가동중임이 일반적이며, 본 발명의 사상에 따른 유연자원으로서 투입되어 발전량 레벨 업(level up)하면, 레벨 업에 따라 변경된 파라미터(rpm, 토크, 연료소모율)에 따른 발전은 경제성을 저하하게 된다. 상기 저하된 경제성을 상기 유연자원에 대한 투입 비용으로 반영하는 것이 바람직하다.
상술한 증발의 경우와 마찬가지로 감발 예비력 Flext,u,i,-는, 하기 수학식 3과 같이 발전기의 출력증가율을 나타내는 ramp rate(MW/min)에 시간 간격 i(min)를 곱하는 형태로 만약 발전기가 꺼져있다면 감발 용량은 ‘0’이 된다.
이때, t시점의 발전기 출력과 증발 유연자원의 합은 해당 발전기의 최대 출력을 초과할 수 없으며, 0과 발전기의 최대출력 사이의 값을 가진다.
상술한 감발예비력을 제공하는 유연자원은, 하나의 원동기 발전기 전체인 경우 뿐만 아니라, 기 가동중인 원동기 발전기의 발전량 레벨 다운(level down)을 의미할 수 있다.
후자의 경우, 해당 원동기 발전기는 최적의 경제성을 가지는 파라미터(rpm, 토크, 연료소모율)로 기 가동중임이 일반적이며, 본 발명의 사상에 따른 유연자원으로서 투입되어 발전량 레벨 다운(level down)되면, 레벨 다운에 따라 변경된 파라미터(rpm, 토크, 연료소모율)에 따른 발전은 경제성을 저하하게 된다. 상기 저하된 경제성을 상기 유연자원에 대한 투입 비용으로 반영하는 것이 바람직하다.
상술한 증발/감발예비력을 기 가동중인 원동기 발전기의 발전량 레벨 업/다운으로 제공하는 경우에도, 상기 수학식 2 또는 수학식 3에 따른 방식과 유사한 방식으로 증발/감발예비력을 산출할 수 있다.
한편, 원동기 발전기가 유연자원으로서만 이용되는 경우, 일단 가동하면 최소 시간 구간에 대하여 발전을 유지하여야 설비 운영 비용 및 설비 정비 비용에 있어서 경제적이다. 이를 반영하여, 원동기 발전기를 유연자원으로서 기동시키면 최소로 발전을 유지하여야 하는 단위 시간 구간의 개수를 지정하거나, 또는 최소로 발전을 유지하여야 하는 단위 시간 구간의 개수의 이전의 단위 구간에서 감발하는 경우의 경제적 손실을 차감하는 형태로 구현할 수 있다.
상술한 개별 증감발 유연자원 중 발전비용의 최소화와 유연자원 최적 배분에 따른 안정도 및 기타 선로 제약을 고려하여 상위 전력 계통으로부터의 경제급전의 급전량을 하기 수학식 4에 따른 최적화 기법을 사용하여 산정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 실시간 유연자원 최적 배분 시스템에서 수행되는 실시간 유연자원 최적 배분 방법을 도시한 흐름도이다.
도시한 흐름도에 따른 실시간 유연자원 최적 배분 방법은, 기상 조건별로 각 재생에너지 발전기의 출력과의 관계를 기재한 재생에너지 출력 DB를 구축하는 단계(S110); 기상 예측 데이터를 반영하여 각 재생에너지 발전기의 출력(재생에너지 발전량)을 예측하는 단계(S140); 지역별 부하의 예측 데이터와 상기 각 재생에너지 발전기의 출력 예측 데이터를 반영하여 지역별 순부하를 예측하는 단계(S150); 상기 지역별 순부하에 따라 해당 지역의 유연성 필요량을 계산하는 단계(S160); 유연성을 제공하는 유연자원으로서 원동기 발전기의 적용(운전) 비용을 적용하여, 해당 지역의 안정도를 위한 경제 급전을 스케쥴링하는 단계(S170); 및 해당 지역의 상기 경제 급전에 따라 유연자원을 배분하는 단계(S180)를 포함할 수 있다.
구현에 따라, 상기 기상 관측 및 예측 데이터를 생성하는 단계(S105)를 더 포함할 수 있다.
구현에 따라, 상기 기상 관측 및 예측 데이터와 과거 부하 데이터를 이용하여 실시간 지역별 부하를 예측하는 단계(S120)를 더 포함할 수 있다.
구현에 따라, S105 단계 및 S120 단계도 본 발명의 사상에 따른 실시간 유연자원 최적 배분 시스템에서 수행할 수도 있고, 또는, 기상청 서버 및/또는 계통(그리드) 관리 서버 등 외부 서버에서 수행할 수 있다.
도면에서는, S105 단계 및 S120 단계를 외부 서버에서 수행하는 것으로 구체화하여, 점선으로 표현하였다.
마찬가지로, 지역별 유연자원에 속하는 원동기 발전기들의 적용 비용(운전 비용 포함)을 미리 산출(생성)하여 기록하는 단계(S130)를 더 포함할 수 있으며, 이 단계 또한 외부 서버(예 : 지역별 마이크로그리드 관리 서버)에서 수행됨이 일반적이다.
상기 S110 단계는 과거의 기상 관측 데이터 및 과거의 지역별 부하 데이터를 이용하여 도 1의 부하 예측 모델(120)에서 내부 저장 공간에 상기 재생에너지 출력 DB를 저장하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 S140 단계는 도 1의 재생에너지 예측 모듈(140)에 의해 수행될 수 있다.
상기 S150 단계 및 S160 단계는 도 1의 유연성 필요량 계산 모듈(160)에 의해 수행될 수 있다. 상기 S150 단계에서는 예측된 지역별 부하량에서 예측된 재생에너지 발전량을 뺀 지역별 순부하를 구하고, 상기 S160 단계에서는, 통상적으로 해당 구간에서 해당 지역을 상위 전력 계통으로부터의 전력 공급량과 상기 지역별 순부하의 차이로서 유연성 필요량을 산출할 수 있다.
상기 S170 단계 및 S180 단계는 도 1의 유연자원 조정 모듈(180)에 의해 수행될 수 있다.
상기 S160 단계에서 산출된 유연성 필요량에 대하여, 상기 S170 단계에서는 우선 상위 전력 계통으로부터 공급받는 방안 중 경제적인 방안을 선택한다. 상위 전력 계통에서도 보다 넓은 범위의 전력 공급 안정화를 수행하고 있는 바, 상기 유연성 필요량을 체우기 위한 상기 전력 계통으로부터의 급전량 증가 또는 감소는, 단계적으로 가능함이 일반적이다. 상기 S160 단계에서는 상위 전력 계통으로부터 가장 비용이 저렴한 급전 방안을 선택할 수 있다.
상기 S170 단계의 상위 계통으로부터의 경제 급전이 단계적인 경우, 상기 S180 단계에서는, 그 차이를 본 발명의 사상에 따라 해당 지역에 속한 유연자원을 할당하여 보상할 수 있다.
발전량을 레벨 업 또는 레벨 다운할 수 있는 기 가동중인 발전기인 유연자원을 적용하는 구현의 경우, 상기 S170 단계에서는, 상기 유연자원의 적용 비용으로서, 발전에 소요되는 연료의 비용 및 발전에 따른 대기 오염 비용, 발전량의 레벨 업 또는 레벨 다운에 따른 경제성 저하 비용 중 하나 이상을 반영할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
120 : 부하 예측 모듈
140 : 재생에너지 예측 모듈
160 : 유연성 필요량 계산 모듈
180 : 유연자원 조정 모듈
140 : 재생에너지 예측 모듈
160 : 유연성 필요량 계산 모듈
180 : 유연자원 조정 모듈
Claims (15)
- 기상 관측 및 예측 데이터와 과거 부하 데이터를 이용하여 실시간 지역별 부하를 예측하는 부하 예측 모듈;
기상 관측 및 예측 데이터와 과거 재생에너지 출력 데이터를 이용하여 각 재생에너지 발전 장치의 실시간 재생에너지 출력을 예측하는 재생에너지 예측 모듈;
상기 지역별 부하의 예측 데이터 및 상기 각 재생에너지 발전 장치의 출력 예측 데이터를 이용하여 상기 지역별 실시간 유연성 필요량을 계산하는 유연성 필요량 계산 모듈; 및
상기 실시간 유연성 필요량을 지원하기 위한 상기 지역별 유연자원의 발전량 및 적용 비용을 감안하여, 상기 지역별 유연자원의 배분량을 산출하는 유연자원 조정 모듈
을 포함하는 실시간 유연자원 최적 배분 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 유연자원 조정 모듈은,
원동기 발전기로 이루어진 유연자원에 대한 발전량 및 적용 비용을 감안하여 배분량을 산출하는 실시간 유연자원 최적 배분 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 유연자원의 적용 비용에는,
발전에 소요되는 연료의 비용 및 발전에 따른 대기 오염 비용이 반영되는 실시간 유연자원 최적 배분 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 원동기 발전기는,
발전량을 레벨 업 또는 레벨 다운할 수 있는 기 가동중인 발전기이며,
상기 유연자원의 적용 비용에는,
발전량의 레벨 업 또는 레벨 다운에 따른 경제성 저하 비용이 반영되는 실시간 유연자원 최적 배분 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 부하 예측 모듈은,
현재 구간의 부하 데이터와, 다음번 구간의 기상 예측 데이터를 입력으로 하여 시계열 또는 인공신경망 해석 모델에 기반하여, 다음번 구간의 부하 예측 데이터를 산출하는 실시간 유연자원 최적 배분 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 유연성 필요량 계산 모듈은,
다음번 구간의 지역별 부하 예측 데이터에서 재생에너지 출력예측치를 뺀 값을 합하여 현재 구간 대비 증감량으로 계산하는 실시간 유연자원 최적 배분 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 유연성 필요량 계산 모듈은,
하기 수학식에 따라 상기 증감량을 계산하는 실시간 유연자원 최적 배분 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 유연자원 조정 모듈은,
필요한 유연자원의 총량과 증감량을 특정 시간 구간 이전의 상태와 비교하여 지역별로 가용하는 유연자원에 분배하는 실시간 유연자원 최적 배분 시스템.
- 제8항에 있어서,
상기 유연자원 조정 모듈은,
하기 수학식에 따라 기동되는 원동기 발전기인 유연자원의 증발 예비력을 산출하고,
하기 수학식에 따라 정지되는 원동기 발전기인 유연자원의 감발 예비력을 산출하는 실시간 유연자원 최적 배분 시스템.
- 제9항에 있어서,
상기 유연자원 조정 모듈은,
지역별로 가용하는 증발 유연자원 및 감발 유연자원 중 발전비용의 최소화와 유연자원 배분에 따른 안정도 및 선로 제약을 고려하여 경제급전의 급전량을 산정하는 실시간 유연자원 최적 배분 시스템.
- 제10항에 있어서,
상기 유연자원 조정 모듈은,
하기 수학식에 따른 최적화 기법을 적용하는 실시간 유연자원 최적 배분 시스템.
- 기상 조건별로 각 재생에너지 발전기의 출력과의 관계를 기재한 재생에너지 출력 DB를 구축하는 단계;
기상 예측 데이터를 반영하여 각 재생에너지 발전기의 출력을 예측하는 단계;
지역별 부하의 예측 데이터와 상기 각 재생에너지 발전기의 출력 예측 데이터를 반영하여 지역별 순부하를 예측하는 단계;
상기 지역별 순부하에 따라 지역별 유연성 필요량을 계산하는 단계;
유연성을 제공하는 유연자원으로서 원동기 발전기의 적용 비용을 반영하여, 안정도를 위한 지역별 경제급전을 스케쥴링하는 단계; 및
상기 지역별 경제급전에 따라 유연자원을 배분하는 단계
를 포함하는 실시간 유연자원 최적 배분 방법.
- 제12항에 있어서,
기상 관측 및 예측 데이터를 생성하는 단계; 또는
상기 기상 관측 및 예측 데이터와 과거 부하 데이터를 이용하여 실시간 지역별 부하를 예측하는 단계
를 더 포함하는 실시간 유연자원 최적 배분 방법.
- 제12항에 있어서,
상기 경제급전을 스케쥴링하는 단계에서는,
산출된 상기 유연성 필요량에 대하여, 상위 전력 계통으로부터 공급받는 방안 중 경제적인 방안을 선택하고,
상기 유연자원을 배분하는 단계에서는,
상기 상위 계통으로부터의 경제 급전이 단계적인 것에 의해 발생되는 차이를 보상하기 위해 상기 지역별 유연자원을 할당하는 실시간 유연자원 최적 배분 방법.
- 제12항에 있어서,
상기 유연자원을 배분하는 단계에서는,
발전량을 레벨 업 또는 레벨 다운할 수 있는 기 가동중인 발전기인 유연자원에 대하여, 상기 유연자원의 적용 비용으로서, 발전에 소요되는 연료의 비용 및 발전에 따른 대기 오염 비용, 발전량의 레벨 업 또는 레벨 다운에 따른 경제성 저하 비용 중 하나 이상을 반영하는 실시간 유연자원 최적 배분 방법.
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- 2021-03-26 KR KR1020210039977A patent/KR20220134380A/ko unknown
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